隧道爆破振速小波包及数值模拟对比分析*

曹 琦，傅鹤林，王松周，刘运思

(中南大学土木工程学院，湖南长沙 410075)

对于爆破振动速度衰减规律的研究，工程中主要采用苏联学者萨道夫提出的经验公式V=对实测数据进行拟合，得到衰减公式。但此经验公式无法准确地体现场地特征对衰减的影响，也无法分辨场地对不同频率波的不同衰减作用，因而在应用衰减公式预测非测点爆破振速时，得到的结果不够准确。国内不少学者将小波包变换引入到爆破震动研究中，利用小波变换将爆破震动信号在时域、频域上展开，根据不同的频带的地震波对结构的危害程度取加权系数，将地震波信号在各个频带上的主震相的能量按加权系数合成，提出了用合成后的能量值作为爆破地震危害程度的判据。

数值分析可采用不同地层参数的模型，有效地体现围岩特征对振速衰减作用的影响。小波包分析则从频率这个角度出发，将复杂的爆破振动信号分解成不同频段的振速波，进而可以研究场地对不同频段波的衰减影响。

本文拟运用数值模拟和小波包分析方法，对一组实测振动数据分别进行模拟和分析，并对非测点数据进行预测，力求得到较为合理的预测值。

1 数值模拟

1.1 爆破荷载的确定

对于爆破振动的模拟，难点主要在于爆破荷载的计算，目前大部分研究都是针对单孔爆破，实际隧道开挖过程中，往往是多段多孔爆破，本文采用国际上惯用的爆破荷载模式［1－3］:

式中:P'max为多孔爆……